(57)【要約】  手術用ツール及び関連する方法は、作動引張部材を介して作動ロッドアセンブリを関節運動させる。手術用ツールは、エンドエフェクタと、エンドエフェクタを支持する器具シャフトアセンブリと、エンドエフェクタと駆動可能に結合された作動ロッドアセンブリと、案内面と、作動ロッドアセンブリに接続された可撓性引張部材と、作動部分とを含む。作動ロッドアセンブリは、器具シャフトアセンブリ内で摺動するように取り付けられる。可撓性引張部材は、接続部で作動ロッドアセンブリに接続される。可撓性引張部材は、接続部から案内面に先端方向に延び、案内面の周りに巻き付けられ、且つ案内面から基端方向に延びる第１の部分を含む。作動部分は、可撓性引張部材と駆動可能に結合され、且つ引張部材を関節運動させて作動ロッドアセンブリを関節運動させエンドエフェクタを作動させるように動作可能である。
2019526333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手術用ツールであって、当該手術用ツールは、
作動部分と、
エンドエフェクタと、
前記作動部分を前記エンドエフェクタに結合する器具シャフトアセンブリであって、該器具シャフトアセンブリは、器具シャフト軸線に沿って細長く形成され、且つ管腔を規定し、前記器具シャフトアセンブリは、前記管腔の先端部に向けて配置された案内面を含む、器具シャフトアセンブリと、
前記エンドエフェクタと駆動可能に結合される作動ロッドアセンブリであって、該作動ロッドアセンブリは、前記器具シャフト軸線に沿って器具シャフトに対して並進するように前記管腔内に摺動可能に取り付けられる、作動ロッドアセンブリと、
前記作動部分を前記作動ロッドアセンブリに駆動可能に結合する可撓性引張部材であって、該可撓性引張部材は、前記作動部分と前記案内面との間で長手方向に配置された接続部で前記作動駆動ロッドに接続され、前記可撓性引張部材は、前記接続部から前記案内面に向けて先端方向に延び、前記案内面の周りに巻き付けられ、且つ前記作動部分に向けて基端方向に延びる第１の部分を含み、前記作動部分は、前記可撓性引張部材の前記第１の部分の張力を増大させて、前記作動ロッドアセンブリを先端方向に並進させるように動作可能である、可撓性引張部材と、有する、
手術用ツール。
【請求項２】
前記可撓性引張部材は、前記接続部から前記管腔を通って前記作動部分まで基端方向に延びる第２の部分を含み、前記作動部分は、前記第２の部分と駆動可能に結合され、且つ前記第２の部分の張力を増大させて、前記作動ロッドアセンブリを基端方向に動かすように動作可能である、請求項１に記載の手術用ツール。
【請求項３】
前記作動部分は、前記器具シャフトアセンブリを、該器具シャフトアセンブリを支持する基端側シャーシに対して前記器具シャフト軸線の周りで回転させるように動作可能であり、
前記作動ロッドアセンブリは、前記器具シャフトアセンブリと共に前記器具シャフト軸線の周りで回転するように拘束され、
当該手術用ツールは、前記器具シャフト軸線に沿って延びる隔離チューブをさらに含み、該隔離チューブは、前記接続部と前記作動部分との間に配置され、前記可撓性引張部材の前記第１及び第２の部分は前記隔離チューブを通過し、前記隔離チューブは、前記第１及び第２の部分の撚り合せ可能な長さを包み込み、且つ前記隔離チューブを取り囲む前記管腔の領域から前記撚り合せ可能な長さを隔離する、請求項２に記載の手術用ツール。
【請求項４】
前記可撓性引張部材の前記第１の部分は、第１の長さのケーブルを含み、
前記可撓性引張部材の前記第２の部分は、第２の長さのケーブルを含み、
当該手術用ツールは、前記案内面を含むプーリを含み、
前記作動部分は、前記作動ロッドアセンブリを前記プーリに対する可動範囲に亘って動かすように動作可能であり、
前記作動ロッドアセンブリは、前記可動範囲全体に亘って前記プーリを収容するように構成されたスロットを含む、請求項２に記載の手術用ツール。
【請求項５】
前記作動ロッドアセンブリは、前記第２の長さのケーブルが通って延びるケーブルガイド孔を含む、請求項４に記載の手術用ツール。
【請求項６】
前記器具シャフトアセンブリは、第１の構成要素及び第２の構成要素を含み、該第１及び第２の構成要素は、前記第１及び第２の構成要素が結合解除されているときに、前記作動ロッドアセンブリ、前記案内面、及び前記可撓性引張部材の前記管腔内への挿入に適応するように構成され、前記第１及び第２の構成要素は、前記管腔を形成するべく接合されるように構成される、請求項１に記載の手術用ツール。
【請求項７】
前記作動部分は、前記作動ロッドアセンブリを前記案内面に対する可動範囲に亘って動かすように動作可能であり、
前記作動ロッドアセンブリは、第１の方向に突出する第１のガイド機構と、前記第１の方向とは異なる第２の方向に突出する第２のガイド機構とを含み、
前記第１の構成要素及び前記第２の構成要素は、前記可動範囲全体に亘って、前記第１のガイド機構を収容するようにサイズ決めされた第１のスロットと、前記第２のガイド機構を収容するようにサイズ決めされた第２のスロットとを形成する、請求項６に記載の手術用ツール。
【請求項８】
前記可撓性引張部材は、駆動バンドを含み、
該駆動バンドは、前記接続部と前記エンドエフェクタとの間の前記作動ロッドアセンブリの一部が通って延びるスロットを含む、請求項１に記載の手術用ツール。
【請求項９】
前記接続部と前記エンドエフェクタとの間の前記作動ロッドアセンブリの前記一部が通って延びる孔を有する支持フレームと、
該支持フレームに取り付けられ、前記器具シャフト軸線に直交する案内面の軸線の周りで回転し、且つ前記スロットの第１の側で前記駆動バンドと相互接続する第１のベアリングと、
前記支持フレームに取り付けられ、前記案内面の軸線の周りで回転し、且つ前記スロットの前記第１の側とは反対側の前記スロットの第２の側で前記駆動バンドと相互接続する第２のベアリングと、を含み、
前記第１及び第２のベアリングは前記案内面を含む、請求項８に記載の手術用ツール。
【請求項１０】
前記作動ロッドアセンブリは、前記駆動バンドが通って延びる駆動バンドガイド孔を含む、請求項８に記載の手術用ツール。
【請求項１１】
手術用ツールのエンドエフェクタを作動させるための方法であって、当該方法は、
器具シャフト軸線に沿って細長く形成された器具シャフトアセンブリを介してエンドエフェクタを支持するステップと、
作動ロッドアセンブリを前記器具シャフトアセンブリの管腔内に包み込むステップと、
前記作動ロッドアセンブリの前記器具シャフト軸線に沿った移動中に前記作動ロッドアセンブリを案内するステップと、
前記作動ロッドアセンブリと駆動可能に結合された可撓性引張部材の第１の部分の張力を増大させるように作動部分を作動させて、前記作動ロッドアセンブリを先端方向に動かして前記エンドエフェクタを作動させるステップであって、前記可撓性引張部材の前記第１の部分は、前記作動部分から案内面まで先端方向に延び、前記案内面の周りに巻き付けられ、且つ前記案内面から前記可撓性引張部材の前記第１の部分と前記作動ロッドアセンブリとの間の接続部まで延びる、作動させるステップと、を含む、
方法。
【請求項１２】
前記作動ロッドアセンブリと駆動可能に結合された前記可撓性引張部材の第２の部分の張力を増大させるように前記作動部分を作動させて、前記作動ロッドアセンブリを基端方向に動かすステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記器具シャフトアセンブリを、該器具シャフトアセンブリを支持する基端側シャーシに対して前記器具シャフト軸線の周りで回転させるように前記作動部分を作動するステップと、
前記器具シャフト軸線の周りで前記器具シャフトアセンブリと共に回転するように前記作動ロッドアセンブリを拘束するステップと、
前記作動ロッドアセンブリと前記作動部分との間に配置された前記可撓性引張部材の前記第１及び第２の部分の撚り合せ可能な長さを隔離チューブ内に包み込み、前記隔離チューブを取り囲む前記管腔の領域から前記撚り合せ可能な長さを隔離するステップと、をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記可撓性引張部材の前記第１の部分は、第１の長さのケーブルを含み、
前記可撓性引張部材の前記第２の部分は、第２の長さのケーブルを含み、
前記手術用ツールは、プーリを含み、
当該方法は、
前記作動ロッドアセンブリを前記プーリに対する可動範囲に亘って動かすように前記作動部分を作動させるステップと、
前記可動範囲全体に亘って前記作動ロッドアセンブリのスロット内に前記プーリを収容するステップと、をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２の長さのケーブルが通って延びる前記作動ロッドアセンブリのケーブルガイド孔を介して前記第２の長さのケーブルを案内するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記作動ロッドアセンブリ、前記案内面、及び前記可撓性引張部材を前記器具シャフトアセンブリの第１の構成要素内に挿入するステップと、
前記器具シャフトアセンブリの第２の構成要素を前記第１の構成要素に結合して、前記作動ロッドアセンブリ、前記案内面、及び可撓性引張部材の一部を前記器具シャフトアセンブリの前記管腔内に包み込むステップと、をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記作動ロッドアセンブリを前記案内面に対する可動範囲に亘って動かすように前記作動部分を作動させるステップと、
前記作動ロッドアセンブリの突出ガイド機構を前記器具シャフトアセンブリと相互接続して、前記作動ロッドアセンブリの前記器具シャフトアセンブリに対する前記可動範囲に亘った動きを案内するステップと、をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記可撓性引張部材は駆動バンドを含み、当該方法は、前記接続部と前記エンドエフェクタとの間の前記作動ロッドアセンブリの一部を、前記駆動バンドのスロットを介して収容するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記接続部と前記エンドエフェクタとの間に延びる作動ロッドの一部を支持フレームの孔内に収容するステップと、
前記支持フレームに取り付けられ、前記器具シャフト軸線に直交する案内面の軸線の周りで回転し、且つ前記スロットの第１の側で前記駆動バンドと相互接続する第１のベアリングを支持するステップと、
前記支持フレームに取り付けられ、前記案内面の軸線の周りで回転し、且つ前記スロットの前記第１の側とは反対側の前記スロットの第２の側で前記駆動バンドと相互接続する第２のベアリングを支持するステップと、をさらに含み、
前記第１及び第２のベアリングは前記案内面を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記駆動バンドが通って延びる前記作動ロッドアセンブリの駆動バンドガイド孔を介して前記駆動バンドを案内するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願データへの相互参照
本願は、２０１６年９月９日に出願された米国仮特許出願第６２／３８５,６４２号の利益を主張するものであり、この文献の全開示は、全ての目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本願は、可撓性引張部材を用いたプッシュ／プル方式（push/pull）の手術用器具エンドエフェクタの作動に関する。
【背景技術】
【０００３】
低侵襲性手術技術は、診断的又は外科的処置中に損傷を受ける無関係な組織の量を減少させ、それによって患者の回復時間、不快感、及び有害な副作用を低減することを目的としている。結果として、標準的な手術のための入院期間の平均的な長さは、低侵襲性手術技術を使用して有意に短縮され得る。また、患者の回復時間、患者の不快感、手術による副作用、及び仕事から離れる時間も、低侵襲性手術によって低減され得る。
【０００４】
低侵襲性手術の一般的な形態は、内視鏡検査であり、一般的な形態の内視鏡検査は、腹腔内の低侵襲性検査及び／又は手術である腹腔鏡検査である。標準的な腹腔鏡手術では、患者の腹部にガスが吹き込まれ、カニューレスリーブを小さな（約１．２７センチメートル（ｃｍ）（０．５インチ）以下の）切開部に通して、腹腔鏡器具の入口ポートを設ける。
【０００５】
腹腔鏡手術器具は、一般に、手術野を観察するための内視鏡（例えば、腹腔鏡）と、手術部位で作業するためのツールとを含む。作業ツールは、典型的には、各ツールの作業端部又はエンドエフェクタが延長チューブ（例えば、器具シャフト又はメインシャフトとしても知られている）によってそのハンドルから分離される点を除いて、従来の（開腹）手術で使用されるツールと同様である。エンドエフェクタは、例えば、クランプ、把持器、はさみ、ステープラ、焼灼ツール、リニアカッタ、又は針ホルダを含むことができる。
【０００６】
外科的処置を行うために、外科医は、作業ツールをカニューレスリーブを通して内部の手術部位に通し、それらツールを腹部の外から操縦する。外科医は、内視鏡により撮影された手術部位の画像を表示するモニタにより処置を見る。同様の内視鏡技術は、例えば、関節鏡検査、後腹膜鏡検査、骨盤鏡検査、腎盂尿管鏡検査、膀胱鏡検査、脳槽鏡検査、洞房鏡検査、子宮鏡検査、尿道鏡検査等に用いられる。
【０００７】
内部の手術部位で作業する際の外科医の手先の器用さを向上させるだけでなく、外科医が遠隔位置（滅菌場の外）から患者を手術するのを可能にするために、低侵襲性遠隔手術システムが開発されている。遠隔手術システムにおいて、外科医には、大抵の場合、制御コンソールに手術部位の画像が提供される。外科医は、手術部位の３次元画像を適切なビューア又はディスプレイ上で見ながら、制御コンソールのマスター入力又は制御装置を操縦することによって患者に外科的処置を行う。マスター入力装置のそれぞれは、サーボ機構によって作動／関節運動する手術用器具の動きを制御する。外科的処置中に、遠隔操作手術システムは、エンドエフェクタを有する様々な手術用器具又はツールの機械的作動及び／制御を与えることができ、エンドエフェクタは、マスター入力装置の操縦に応答して、外科医のために様々な機能、例えば、針を保持又は駆動し、血管を把持し、組織を切開する等を行う。
【０００８】
手術用クランプ及び切断ツール（例えば、手術用ステープラとしても知られている非ロボット式リニアクランプ、ステープル、及び切断装置；並びに電気外科用血管シール装置）が、多くの異なる外科的処置において使用されてきた。例えば、手術用ステープラを使用して、胃腸管から癌性又は異常組織を切除することができる。既知の手術用ステープラを含む多くの既知の手術用クランプ及び切断装置は、組織をクランプする対向顎部と、クランプした組織を切断するための関節式ナイフとを有する。
【０００９】
手術用クランプ及び切断ツールは、器具シャフトによって支持されるエンドエフェクタを含むことができ、エンドエフェクタには、交換可能なステープラ・カートリッジが取り付けられる。エンドエフェクタの顎部は、ステープラ・カートリッジと顎部との間で組織をクランプするように関節運動され得る。次に、ステープラ・カートリッジは、ステープラ・カートリッジからステープルを展開して、ステープラ・カートリッジと顎部との間にクランプされた組織をステープル留めするように関節運動され得る。ステープラ・カートリッジは、展開されるステープルの列の間でステープル留めされた組織を切断するように関節運動可能であるナイフを含み得る。
【００１０】
組織をクランプ締めし、ステープル留めし、及び／又は切断するのに十分なレベルの作動力は、かなりのものとなり得る。さらに、エンドエフェクタを支持する器具シャフトの直径を制限し、且つ器具シャフトを通って延びるリンク機構を介してエンドエフェクタと駆動可能に結合される基端側作動部分を介してエンドエフェクタを作動させることが望ましい。小径の器具シャフトを通って延び、エンドエフェクタを基端側作動部分と駆動可能に結合するリンク機構が、堅牢で、手頃な価格で、及び信頼性があることも望ましい。本明細書に提示される手術用ツール及び関連する方法は、堅牢で、手頃な価格で、及び信頼性のある方法で、十分な作動力を比較的小径の器具シャフトを介してクランプ締め、ステープル留め、及び切断エンドエフェクタ等のエンドエフェクタに伝達するのに適している。
【発明の概要】
【００１１】
可撓性引張部材の基端側後退を使用して、先端方向の作動力を器具シャフトアセンブリを介して器具シャフトアセンブリによって支持されるエンドエフェクタに伝達する手術用ツール及び関連する方法が提供される。可撓性引張部材は、器具シャフトアセンブリ内に配置され、且つ可撓性引張部材の後退に応答してエンドエフェクタに向けて移動する作動ロッドアセンブリに接続される案内面の周りに巻き付けられる。作動ロッドアセンブリ、案内面、及び可撓性引張部材は、細長く、比較的小径の器具シャフトアセンブリ内に収容され、且つ先端方向の作動力を伝達してクランプ締め、ステープル留め、及び切断エンドエフェクタ等の手術用エンドエフェクタを作動させるように構成される。
【００１２】
こうして、一態様では、手術用ツールが提供される。手術用ツールは、作動部分と、エンドエフェクタと、作動部分をエンドエフェクタに結合する器具シャフトアセンブリと、エンドエフェクタと駆動可能に結合される作動ロッドアセンブリと、可撓性引張部材とを含む。器具シャフトアセンブリは、器具シャフト軸線に沿って細長く形成され、且つ管腔を規定する。器具シャフトアセンブリは、管腔の先端部に向けて配置された案内面を含む。作動ロッドアセンブリは、器具シャフト軸線に沿って器具シャフトアセンブリに対して並進するように管腔内に摺動可能に取り付けられる。可撓性引張部材は、作動部分を作動ロッドアセンブリに駆動可能に結合する。可撓性引張部材は、作動部分と案内面との間で長手方向に配置された接続部で作動ロッドアセンブリに接続される。可撓性引張部材は、接続部から案内面に向けて先端方向に延び、案内面の周りに巻き付けられ、且つ作動部分に向けて基端方向に延びる第１の部分を含む。作動部分は、可撓性引張部材の第１の部分の張力を増大させて、作動ロッドアセンブリを先端方向に並進させるように動作可能である。
【００１３】
多くの実施形態では、作動部分は、器具シャフトアセンブリを、器具シャフトアセンブリを支持する基端側シャーシに対して器具シャフト軸線の周りで回転させるように動作可能である。多くの実施形態では、作動ロッドアセンブリは、器具シャフトアセンブリと共に器具シャフト軸線の周りで回転するように拘束される。手術用ツールは、器具シャフト軸線に沿って延びる隔離チューブを含み得る。隔離チューブは、接続部と作動部分との間に配置され得る。可撓性引張部材の第１及び第２の部分は隔離チューブを通過し得る。隔離チューブは、第１及び第２の部分の撚り合せ可能な長さを包み込み、隔離チューブを取り囲む管腔の領域から撚り合せ可能な長さを隔離することができる。従って、エンドエフェクタを作動及び／又は関節運動させるための１つ又は複数の追加の作動部材を、隔離チューブを取り囲む管腔の領域を通って経路指定することができ、それによって器具シャフトアセンブリの回転から生じる第１及び第２の部分の撚り合わせの結果として有害な影響を受けないようにする。
【００１４】
可撓性引張部材は、任意の適切な可撓性引張部材を含み得る。例えば、可撓性引張部材は作動ケーブルを含み得る。可撓性引張部材の第１の部分は第１の長さのケーブルを含むことができ、可撓性引張部材の第２の部分は第２の長さのケーブルを含むことができる。手術用ツールは、案内面を含むプーリを含み得る。作動部分は、作動ロッドアセンブリをプーリに対する可動範囲に亘って動かすように動作可能であり得る。作動ロッドアセンブリは、可動範囲全体に亘ってプーリを収容するように構成されたスロットを含み得る。作動ロッドアセンブリは、第２の長さのケーブルが通って延びるケーブルガイド孔を含み得る。
【００１５】
多くの実施形態では、器具シャフトアセンブリは、作動ロッドアセンブリ、案内面、及び可撓性引張部材の器具シャフトアセンブリの管腔内への設置に適応し、且つ作動ロッドアセンブリ、案内面、及び可撓性引張部材を包み込む管腔を形成するように接合可能である別個の構成要素（例えば、別個の上半分及び下半分のセグメント）を含む。例えば、器具シャフトアセンブリは、第１の構成要素及び第２の構成要素を含み得る。第１及び第２の構成要素は、第１及び第２の構成要素が結合解除されているときに、作動ロッドアセンブリ、案内面、及び可撓性引張部材の管腔内への挿入に適応するように構成され得る。第１及び第２の構成要素は、管腔を形成するべく接合されるように構成され得る。
【００１６】
多くの実施形態では、作動部分は、作動ロッドアセンブリを案内面に対する可動範囲に亘って動かすように動作可能である。作動ロッドアセンブリは、第１の方向に突出する第１のガイド機構と、第１の方向とは異なる第２の方向に突出する第２のガイド機構とを含み得る。第１の構成要素及び第２の構成要素は、可動範囲全体に亘って、第１のガイド機構を収容するようにサイズ決めされた第１のスロットと、第２のガイド機構を収容するようにサイズ決めされた第２のスロットとを形成し得る。
【００１７】
可撓性引張部材は、ケーブル以外の適切な可撓性引張部材を含み得る。例えば、可撓性引張部材は駆動バンドを含み得る。駆動バンドは、接続部とエンドエフェクタとの間の作動ロッドアセンブリの一部が通って延びるスロットを含み得る。手術用ツールは、支持フレーム、第１のベアリング、及び第２のベアリングを含み得る。支持フレームは、接続部とエンドエフェクタとの間の作動ロッドアセンブリの一部が通って延びる孔を有し得る。第１のベアリングは、器具シャフト軸線に直交する案内面の軸線の周りで回転し、且つスロットの第１の側で駆動バンドと相互接続するように支持フレームに取り付け得る。第２のベアリングは、案内面の軸線の周りで回転し、スロットの第１の側とは反対側のスロットの第２の側で駆動バンドと相互接続するように支持フレームに取り付けられ得る。作動ロッドアセンブリは、駆動バンドが通って延びる駆動バンドガイド孔を含み得る。
【００１８】
別の態様では、手術用ツールのエンドエフェクタを作動させるための方法が提供される。方法は、器具シャフト軸線に沿って細長く形成された器具シャフトアセンブリを介してエンドエフェクタを支持するステップと、作動ロッドアセンブリを器具シャフトアセンブリの管腔内に包み込むステップと、作動ロッドアセンブリの器具シャフト軸線に沿った移動中に作動ロッドアセンブリを案内するステップと、作動部分を作動させて作動ロッドアセンブリと駆動可能に結合された可撓性引張部材の第１の部分の張力を増大させて、作動ロッドアセンブリをエンドエフェクタに向けて動かしてエンドエフェクタを作動させるステップと、を含む。可撓性引張部材の第１の部分は、作動部分から案内面まで先端方向に延び、案内面の周りに巻き付けられ、案内面から可撓性引張部材の第１の部分と作動ロッドアセンブリとの間の接続部まで延びる。多くの実施形態では、方法は、作動部分を作動させて作動ロッドアセンブリと駆動可能に結合された可撓性引張部材の第２の部分の張力を増大させて、作動ロッドアセンブリをエンドエフェクタから離れる方向に動かすステップをさらに含む。
【００１９】
多くの実施形態では、方法は、作動部分を作動させて、器具シャフトアセンブリを、器具シャフトアセンブリを支持する基端側シャーシに対して器具シャフト軸線の周りで回転させるステップを含む。方法は、器具シャフト軸線の周りで器具シャフトアセンブリと共に回転するように作動ロッドアセンブリを拘束するステップを含み得る。この方法は、作動ロッドアセンブリと作動部分との間に配置された可撓性引張部材の第１及び第２の部分の撚り合せ可能な長さを隔離チューブ内に包み込み、隔離チューブを取り囲む管腔の領域から撚り合せ可能な長さを隔離するステップを含み得る。
【００２０】
本方法の多くの実施形態では、可撓性引張部材はケーブルを含む。例えば、可撓性引張部材の第１の部分は、第１の長さのケーブルを含み得る。可撓性引張部材の第２の部分は、第２の長さのケーブルを含み得る。手術用ツールは、案内面を含むプーリを含み得る。方法は、作動部分を作動させて、作動ロッドアセンブリをプーリに対する可動範囲に亘って動かすステップと、可動範囲全体に亘って作動ロッドアセンブリのスロット内にプーリを収容するステップとを含み得る。この方法は、第２の長さのケーブルが通って延びる作動ロッドアセンブリのケーブルガイド孔を介して第２の長さのケーブルを案内するステップを含み得る。
【００２１】
本方法の多くの実施形態では、器具シャフトアセンブリは、作動ロッドアセンブリ、案内面、及び可撓性引張部材の器具シャフトアセンブリの管腔内への設置に適応し、且つ作動ロッドアセンブリ、案内面、及び可撓性引張部材を包み込む管腔を形成するように接合可能である別個の構成要素（例えば、別個の上半分及び下半分のセグメント）を含む。例えば、この方法は、作動ロッドアセンブリ、案内面、及び可撓性引張部材を器具シャフトアセンブリの第１の構成要素内に挿入するステップと、器具シャフトアセンブリの第２の構成要素を第１の構成要素に結合して、作動ロッドアセンブリ、案内面、及び可撓性引張部材の一部を器具シャフトアセンブリの管腔内に包み込むステップと、を含み得る。
【００２２】
多くの実施形態では、この方法は、作動部分を作動させて、作動ロッドアセンブリを案内面に対する可動範囲に亘って動かすステップを含む。この方法は、作動ロッドアセンブリの突出ガイド機構を器具シャフトアセンブリと相互接続させて、作動ロッドアセンブリの器具シャフトアセンブリに対する可動範囲に亘った動きを案内するステップとを含み得る。
【００２３】
本方法の多くの実施形態では、可撓性引張部材はケーブル以外の適切な可撓性引張部材を含み得る。例えば、可撓性引張部材は駆動バンドを含み得る。方法は、接続部とエンドエフェクタとの間の作動ロッドアセンブリの一部を駆動バンドのスロットを介して収容するステップを含み得る。この方法は、接続部とエンドエフェクタとの間に延びる作動ロッドの一部を支持フレームの孔内に収容するステップと、支持フレームに取り付けられ、器具シャフト軸線に直交する案内面の軸線の周りで回転し、且つスロットの第１の側で駆動バンドと相互接続する第１のベアリングを支持するステップと、支持フレームに取り付けられ、案内面の軸線の周りで回転し、且つスロットの第１の側とは反対側のスロットの第２の側で駆動バンドと相互接続する第２のベアリングを支持するステップと、を含む。多くの実施形態では、第１及び第２のベアリングは案内面を含む。方法は、駆動バンドが通って延びる作動ロッドアセンブリの駆動バンドガイド孔を介して駆動バンドを案内するステップを含み得る。
【００２４】
本発明の性質及び利点をより完全に理解するために、以下の詳細な説明及び添付図面を参照されたい。本発明の他の態様、目的、及び利点は、以下の図面及び詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】多くの実施形態による、手術を行うために使用される低侵襲性ロボット手術システムの平面図である。
【図２】多くの実施形態による、ロボット手術システムのための外科医制御コンソールの斜視図である。
【図３】多くの実施形態による、ロボット手術システムの電子機器カートの斜視図である。
【図４】多くの実施形態による、ロボット手術システムを概略的に示す図である。
【図５】多くの実施形態による、ロボット手術システムの患者側カート（手術ロボット）の正面図である。
【図６】多くの実施形態による、ロボット手術用ツールを示す図である。
【図７Ａ】多くの実施形態による、エンドエフェクタと、エンドエフェクタにプッシュ／プル作動力を伝達するためのケーブル駆動機構とを含む手術用ツールを示す簡略化した概略図である。
【図７Ｂ】多くの実施形態による、エンドエフェクタと、プッシュ／プル作動力をエンドエフェクタに伝達するためのケーブル駆動機構とを含む手術用ツールを示す簡略化した概略図である。
【図８】図７Ａ及び図７Ｂの手術用ツールの一実施形態の平面図である。
【図９】図８の手術用ツールのエンドエフェクタにプッシュ／プル作動力を伝達するためのケーブル駆動機構の構成要素を示す平面図である。
【図１０】図８の手術用ツールのエンドエフェクタにプッシュ／プル作動力を伝達するためのケーブル駆動機構の構成要素を示す拡大図である。
【図１１】図８の手術用ツールのエンドエフェクタにプッシュ／プル作動力を伝達するためのケーブル駆動機構のケーブルを作動させるように動作可能な基端側作動機構の図である。
【図１２】図８の手術用ツールのエンドエフェクタにプッシュ／プル作動力を伝達するためのケーブル駆動機構のケーブルを作動させるように動作可能な基端側作動機構の図である。
【図１３Ａ】多くの実施形態による、エンドエフェクタと、エンドエフェクタにプッシュ／プル作動力を伝達するためのバンド駆動機構とを含む手術用ツールを示す簡略化した概略図である。
【図１３Ｂ】多くの実施形態による、エンドエフェクタと、エンドエフェクタにプッシュ／プル作動力を伝達するためのバンド駆動機構とを含む手術用ツールを示す簡略化した概略図である。
【図１４】図１３Ａ及び図１３Ｂの手術用ツールの一実施形態の平面図である。
【図１５】図１４の手術用ツールのエンドエフェクタにプッシュ／プル作動力を伝達するためのバンド駆動機構のバンド駆動シャトルを示す拡大図である。
【図１６】図１４の手術用ツールのエンドエフェクタにプッシュ／プル作動力を伝達するためのバンド駆動機構のバンド駆動シャトルを示す拡大図である。
【図１７】図１４の手術用ツールのエンドエフェクタにプッシュ／プル作動力を伝達するためのバンド駆動機構の駆動バンド端部支持体を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下の説明では、本発明の様々な実施形態について説明する。説明目的で、具体的な構成及び詳細が、実施形態の完全な理解を与えるために記載される。しかしながら、本発明が特定の詳細なしに実施し得ることは、当業者には明らかであろう。さらに、周知の特徴は、説明する実施形態を不明瞭にしないために省略又は簡略化され得る。
【００２７】
低侵襲性ロボット手術
ここで図面を参照すると、いくつかの図を通して同様の参照符号は同様の部分を表す。図１は、手術台１４上に横たわっている患者１２に対して低侵襲性の診断的又は外科的処置を行うために典型的に使用される低侵襲性ロボット手術（ＭＩＲＳ：Minimally Invasive Robotic Surgical）システム１０の平面図である。システムは、処置中に外科医１８が使用するための外科医コンソール１６を含むことができる。１人又はそれ以上のアシスタント２０もこの処置に参加することができる。ＭＩＲＳシステム１０は、患者側カート２２（手術ロボット）及び電子機器カート２４をさらに含むことができる。患者側カート２２によって、外科医１８が、外科医コンソール１６を介して手術部位を見ながら、少なくとも１つの取り外し可能に結合されたツールアセンブリ２６（以下、単に「ツール」と呼ぶ）を患者１２の身体の低侵襲性切開部を介して操縦することができる。手術部位の画像は、立体内視鏡等の内視鏡２８によって取得することができ、患者側カート２２によって内視鏡２８を操縦して向き合わせすることができる。外科医コンソール１６を介して外科医１８に後で表示するために、電子機器カート２４を使用して手術部位の画像を処理することができる。一度に使用される手術用ツール２６の数は、一般に、数ある要因の中でも診断的又は外科的処置、及び手術室内の空間的な制約に依存するだろう。処置中に使用されている１つ又は複数のツール２６を変更する必要がある場合に、アシスタント２０は、患者側カート２２からツール２６を取り外し、そのツールを手術室のトレイ３０にある別のツール２６と交換することができる。
【００２８】
図２は、外科医コンソール１６の斜視図である。外科医コンソール１６は、奥行き知覚を可能にするような手術部位の調整された立体視を外科医１８に提示するための左眼用ディスプレイ３２と右眼用ディスプレイ３４とを含む。コンソール１６は、１つ又は複数の制御入力装置３６をさらに含み、患者側カート２２（図１に示される）に１つ又は複数のツールを操縦させる。入力制御装置３６は、関連するツール２６（図１に示される）と同じ自由度を与えて、外科医１８にテレプレゼンス（すなわち、入力制御装置３６がツール２６と一体であるという知覚）を提供することができ、それによって外科医は、ツール２６を直接的に制御しているという強い感覚を有することになる。この目的のために、位置、力、及び触覚フィードバックセンサ（図示せず）を使用して、ツール２６からの位置、力、及び触覚感覚を、入力制御装置３６を介して外科医の手に戻して伝達させることができる。
【００２９】
外科医コンソール１６は、通常、外科医が処置を直接的に監視し、必要な場合にその場に物理的に存在し、電話や他の通信媒体を介すのではなくアシスタントと直接的に話すことができるように、患者と同じ部屋に配置される。しかしながら、外科医は、異なる部屋、完全に異なる建物、又は遠隔外科的処置を可能にする患者から離れた他の遠隔位置に位置してもよい。
【００３０】
図３は、電子機器カート２４の斜視図である。電子機器カート２４は、内視鏡２８と結合され、取り込んだ画像を処理し、その後に外科医コンソール上で又はローカル及び／又はリモートに位置する別の適切なディスプレイ上で外科医等に表示させるために、プロセッサを含むことができる。例えば、立体内視鏡が使用される場合に、電子機器カート２４は、取り込んだ画像を処理して手術部位の調整された立体画像を外科医に提示することができる。そのような調整は、対向する画像同士の間の位置合せを含むことができ、且つ立体内視鏡の立体動作距離を調整することを含むことができる。別の例として、画像処理は、光学収差等の画像取込み装置の結像誤差を補償するために以前に決定されたカメラ較正パラメータの使用を含むことができる。
【００３１】
図４は、（図１のＭＩＲＳシステム１０等の）ロボット手術システム５０を図式的に示す。上述したように、（図１の外科医コンソール１６等の）外科医コンソール５２は、外科医が低侵襲性処置中に（図１の患者側カート２２等の）患者側カート（手術ロボット）５４を制御するために使用され得る。患者側カート５４は、立体内視鏡等の撮像装置を使用して処置部位の画像を取り込み、取り込んだ画像を（図１の電子機器カート２４等の）電子機器カート５６に出力することができる。上述したように、電子機器カート５６は、その後に表示にする前に、取り込んだ画像を様々な方法で処理することができる。例えば、電子機器カート５６は、外科医コンソール５２を介して外科医に合成画像を表示する前に、取り込んだ画像を仮想制御インターフェイスに重ね合わせる（オーバーレイする）ことができる。患者側カート５４は、取り込んだ画像を電子機器カート５６の外部で処理するために出力することができる。例えば、患者側カート５４は、取り込んだ画像をプロセッサ５８に出力することができ、プロセッサ５８を使用して取り込んだ画像を処理することができる。画像は、取り込んだ画像を一緒に、順次に、及び／又はこれらの組合せで処理するように一緒に結合され得る電子機器カート５６及びプロセッサ５８の組合せによって処理することもできる。１つ又は複数の別個のディスプレイ６０は、処置部位の画像又は他の関連する画像等の画像のローカル及び／又はリモート表示のために、プロセッサ５８及び／又は電子機器カート５６と結合することもできる。
【００３２】
図５は、患者側カート２２を示す。図示される患者側カート２２は、３つの手術用ツール２６と処置部位の画像の取込みに使用される立体内視鏡等の撮像装置２８との操縦を提供する。操縦は、複数のロボット関節（joints）を有するロボット機構によって提供される。撮像装置２８及び手術用ツール２６は、患者の切開部を介して位置付け及び操縦され、切開部のサイズを最小化するように、運動学的な遠隔中心が切開部に維持される。手術部位の画像は、手術用ツール２６が撮像装置２８の視野内に位置付けされたときに、手術用ツール２６の先端部の画像を含むことができる。
【００３３】
図６は、多くの実施形態による、ロボット手術用ツール１００を示す。ロボット手術用ツール１００は、手術用ツール２６の一例である。手術用ツール１００は、エンドエフェクタ１０２と、細長い器具シャフトアセンブリ１０４と、基端側アセンブリ１０６とを含む。エンドエフェクタ１０２は、器具シャフトアセンブリ１０４によって器具シャフトアセンブリ１０４の先端部に支持される。基端側アセンブリ１０６は、基端側シャーシ１０８と、基端側シャーシ１０８によって支持される作動部分１１０とを含む。作動部分１１０は、（器具シャフトアセンブリ１０４の管腔に沿って並進するように取り付けられた）作動ロッドアセンブリを関節運動させるために使用される作動ケーブルを作動させるように構成される。作動ロッドアセンブリは、エンドエフェクタ１０２に駆動可能に結合され、プッシュ／プル（押込／引抜）作動力をエンドエフェクタ１０２に伝達する作動ロッドを含む。エンドエフェクタ１０２に伝達されるプッシュ／プル作動力を使用して、エンドエフェクタ１０２の任意の適切な機構、例えば、組織をクランプするための顎部関節機構、ステープルをクランプされた組織内に展開させるためのステープル展開機構、及び／又はエンドエフェクタ１０２によってクランプされた及びステープル留めされた組織を切断するための切断機構を作動させることができる。
【００３４】
図７Ａ及び図７Ｂは、手術用ツール１００を示す簡略化した概略図である。手術用ツール１００は、プッシュ／プル作動力をエンドエフェクタ１０２に伝達するためのケーブル駆動機構１１２を含む。ケーブル駆動機構１１２は、作動ロッドアセンブリ１１４と、プーリアセンブリ１１６と、作動ケーブル１１８と、隔離（isolation）チューブ１４０とを含む。作動ロッドアセンブリ１１４は、シャトル１２０と、シャトル１２０に固定して取り付けられる作動ロッド１２２とを含む。器具シャフトアセンブリ１０４は、器具シャフトアセンブリ１０４の基端部１２６から器具シャフトアセンブリ１０４の先端部１２８まで延びる管腔１２４を有する。器具シャフトアセンブリ１０４は、器具シャフト軸線１３０に沿って細長く形成される。シャトル１２０は、管腔１２４内に配置され、且つ器具シャフト軸線１３０に対して平行な管腔１２４に沿って並進運動するために、器具シャフトアセンブリ１０４内に取り付けられる。プーリアセンブリ１１６は、プーリ１３２と、プーリ１３２を支持し且つ器具シャフトアセンブリ１０４と結合されるプーリ支持体１３４とを含む。作動ケーブル１１８は、接続部１３６においてシャトル１２０に取り付けられる。作動ケーブル１１８の第１のセグメントは、接続部１３６からプーリ１３２まで先端方向に延び、プーリ１３２の周りに通され、プーリ１３２からシャトル１２０の基端部分を通ってガイド孔１３８まで基端方向に延び、ガイド孔１３８を通って延び、ガイド孔１３８から隔離チューブ１４０まで基端方向に延び、隔離チューブ１４０を通って延び、隔離チューブ１４０から作動部分１１０のキャプスタン（capstan）１４２まで基端方向に延び、且つキャプスタン１４２の周りで第１の方向に巻き付けられる。作動ケーブル１１８の第２のセグメントは、接続部１３６から隔離チューブ１４０まで基端方向に延び、隔離チューブ１４０を通って延び、隔離チューブ１４０からキャプスタン１４２まで基端方向に延び、且つキャプスタン１４２の周りで第１の方向とは反対の第２の方向に巻き付けられる。
【００３５】
キャプスタン１４２の制御された回転を使用して、管腔１２４に沿ったシャトル１２０の並進を制御する。示される実施形態では、キャプスタン１４２の反時計回りの回転によって、作動ケーブル１１８の第１のセグメントをキャプスタン１４２に向けて引っ張り、（作動ケーブル１１８の第２のセグメントの先端方向の前進を調節し、）それにより、シャトル１２０をエンドエフェクタ１０２に向けて先端方向に引っ張る。シャトル１２０を先端方向に引っ張ることによって、作動ロッド１２２がエンドエフェクタ１０２に向けて押される。例えば、キャプスタン１４２は、シャトル１２０を図７Ａに示される基端位置から図７Ｂに示される先端位置に前進させるように回転され、それによって作動ストロークにより作動ロッド１２２を先端方向に前進させることができる。同様に、キャプスタン１４２は、シャトル１２０を図７Ｂに示される先端位置から図７Ａに示される基端位置に後退させるように回転され、それによって作動ストロークにより作動ロッド１２２を基端方向に後退させることができる。示される実施形態では、シャトル１２０は、図７Ａに示される基端位置から図７Ａに示される先端位置までのシャトル１２０の全ての位置に対してプーリアセンブリ１１６を収容するように構成された中央スロットを有する。
【００３６】
作動ロッド１２２の関節運動を使用して、かなりの作動力をエンドエフェクタ１０２に伝達させ、エンドエフェクタ１０２の任意の適切な機構を作動させることができる。例えば、図７Ａに示される先端位置から図７Ｂに示される先端位置への及び／又は図７Ｂに示される先端位置から図７Ａに示される基端位置への作動ロッド１２２の関節運動を使用して、顎部とエンドエフェクタ１０２に取り付けられた交換可能なステープラ・カートリッジとの間で組織をクランプするためにエンドエフェクタの顎部を関節運動させ、ステープラ・カートリッジからステープラ・カートリッジと顎部との間にクランプされた組織内にステープルを展開させるためにステープラ・カートリッジを関節運動させ、及び／又はステープラ・カートリッジと顎部との間でクランプされ且つステープラ・カートリッジからクランプされた組織内に展開されたステープルを介してステープル留めされた組織を切断するために切断要素を関節運動させることができる。
【００３７】
多くの実施形態では、器具シャフトアセンブリ１０４は、基端側シャーシ１０８に対する器具シャフトアセンブリ１０４の器具シャフト軸線１３０の周りの制御された回転のために、基端側アセンブリ１０６に取り付けられる。多くの実施形態では、シャトル１２０は、器具シャフトアセンブリ１０４と共に回転するように管腔１２４内に取り付けられる。器具シャフトアセンブリ１０４の回転に伴うシャトル１２０の回転の結果として、（接続部１３６からキャプスタン１４２まで基端方向に延びる）作動ケーブル１１８の第２のセグメントの一部と、ガイド孔１３８からキャプスタン１４２まで基端方向に延びる作動ケーブル１１８の第１のセグメントの一部とが、基端側シャーシ１０８に対する器具シャフトアセンブリ１０４の回転量に従って撚り合わされる（inter-twist）。多くの実施形態では、隔離チューブ１４０は、作動ケーブル１１８の撚り合せ部分の少なくとも一部の位置を包み込む及び／又は拘束するように構成される。隔離チューブ１４０は、隔離チューブ１４０を取り囲む管腔１２４内に配置されたエンドエフェクタの１つ又は複数の他の作動部材を作動ケーブル１１８の撚り合わされた部分から隔離して、作動ケーブル１１８の撚り合せ部分が周囲の１つ又は複数の他の作動部材と干渉するのを防止するめに使用され得る。
【００３８】
図８〜図１２は、図７Ａ及び図７Ｂの手術用ツール１００の一実施形態を示す。図８は、エンドエフェクタ１０２の実施形態を示し、器具シャフトアセンブリ１０４、基端側アセンブリ１０６、プーリアセンブリ１１６、シャトル１２０、作動ロッド１２２、及び隔離チューブ１４０の部分図を示す。図９は、図８の手術用ツール１００の実施形態の平面図であり、器具シャフトアセンブリ１０４、プーリアセンブリ１１６、シャトル１２０、作動ロッド１２２、及び隔離チューブ１４０の部分図を示す。
【００３９】
図１０は、図８の手術用ツール１００の実施形態の拡大図であり、器具シャフトアセンブリ１０４の第１の構成要素１０４（１）、プーリアセンブリ１１６、シャトル１２０、作動ロッド１２２、作動ケーブル１１８、及び隔離チューブ１４０を示す。器具シャフトアセンブリ１０４の嵌合する第２の構成要素は図１０には示されていない。示される実施形態では、器具シャフトアセンブリ１０４は、示される第１の構成要素１０４（１）と、器具シャフトアセンブリ１０４の嵌合する第２の構成要素（図１０には図示せず）とを含み、この構成は、作動ロッドアセンブリ１１４（シャトル１２０及び作動ロッド１２２を含む）、プーリアセンブリ１１６、隔離チューブ１４０、及び作動ケーブル１１８を器具シャフトアセンブリ１０４の管腔１２４内に設置するのを可能にする。示される実施形態では、シャトル１２０は、第１の方向に突出する第１のガイド機構１４４と、第１の方向とは異なる第２の方向に突出する第２のガイド機構１４６とを含む。示される実施形態では、第２の方向は第１の方向とは反対方向である。器具シャフトアセンブリ１０４の第１の構成要素１０４（１）及び嵌合する第２の構成要素は、第１のガイド機構１４４を収容するようにサイズ決めされた第１のスロット１４８と、第２のガイド機構１４６を収容するようにサイズ決めされた第２のスロット１５０とを形成して、器具シャフトアセンブリ１０４に対するシャトル１２０の全可動範囲に亘って、（シャトル１２０が）器具シャフト軸線１３０に沿って並進するようにシャトル１２０を拘束する。器具シャフトアセンブリ１０４の第１の構成要素１０４（１）及び嵌合する第２の構成要素も、プーリアセンブリ１１６を器具シャフトアセンブリ１０４の管腔１２４内に設置するのを可能にするように構成される。例えば、器具シャフトアセンブリ１０４の第１の構成要素１０４（１）及び嵌合する第２の構成要素は、プーリ支持体１３４の相互接続（interfacing）部分を受容し、それら部分と相互接続するように構成された凹部を含むことができ、それによりプーリ支持体１３４を器具シャフトアセンブリ１０４の管腔１２４内に捕えて拘束する。同様に、器具シャフトアセンブリ１０４の第１の構成要素１０４（１）及び嵌合する第２の構成要素はまた、隔離チューブ１４０を器具シャフトアセンブリ１０４の管腔１２４内に設置するのを可能にするように構成される。例えば、器具シャフトアセンブリ１０４の第１の構成要素１０４（１）及び嵌合する第２の構成要素は、隔離チューブ１４０の相互接続部分を受容し、それら部分と相互接続するように構成された凹部を含み、それにより隔離チューブ１４０を器具シャフトアセンブリ１０４の管腔１２４内に捕えて拘束することができる。
【００４０】
図１１及び図１２は、手術用ツール１００の基端側アセンブリ１０６の図である。作動ケーブル１１８は、キャプスタン１４２の周りに巻き付けられる。キャプスタン１４２は、器具シャフト軸線１３０に直交するキャプスタン軸線１５２の周りで回転するように取り付けられる。作動入力部１５４を介したキャプスタン１４２の制御された回転によって、作動ケーブル１１８の第１及び第２のセグメントの伸長及び後退が制御され、作動ロッド１２２を介したエンドエフェクタ１０２への作動力の伝達が制御される。示される実施形態では、キャプスタン１４２は、作動ケーブル１１８の張力を調整し及び／又はたるみを取り除くように動作可能である調整機構を含む。
【００４１】
図１３Ａ及び図１３Ｂは、手術用ツール２００を示す簡略化した概略図である。手術用ツール２００は、手術用ツール１００に類似しているが、ケーブル駆動機構１１２を含む代わりに、プッシュ／プル作動力を駆動機構２００に伝達するためのバンド駆動機構２１２を含む。バンド駆動機構２１２は、作動ロッドアセンブリ２１４と、駆動バンド端部支持体２１６と、駆動バンド２１８と、隔離チューブ２４０とを含む。作動ロッドアセンブリ２１４は、シャトル２２０と、シャトル２２０に固定して取り付けられた作動ロッド２２２とを含む。器具シャフト２０４は、器具シャフト２０４の基端部２２６から器具シャフト２０４の先端部２２８まで延びる管腔２２４を有する。器具シャフト２０４は、器具シャフト軸線に沿って細長く形成される。シャトル２２０は、管腔２２４内に配置され、且つ器具シャフト軸線２３０に沿って管腔２２４を通って並進するように器具シャフト２０４と結合される。駆動バンド端部支持フレーム２３４は、第１のベアリング２３２ａ及び第２のベアリング２３２ｂを支持する駆動バンド端部支持フレーム２３４を含む。駆動バンド端部支持フレーム２３４は、管腔２２４内に配置され、且つ器具シャフト２０４に取り付けられる。駆動バンド２１８は、接続部２３６においてシャトル２２０に取り付けられる。接続部２３６から第１及び第２のベアリング２３２ａ、２３２ｂまで先端方向に延びる駆動バンド２１８の第１のセグメントは、第１及び第２のベアリング１３２ａ、１３２ｂの周りに通され、第１及び第２のベアリング１３２ａ、１３２ｂからシャトル２２０を通って接続部２３６とは反対側のシャトル２２０の側のガイド孔まで基端方向に延び、ガイド孔を通って延び、ガイド孔から隔離チューブ２４０まで基端方向に延び、隔離チューブ２４０を通って延び、隔離チューブ２４０から作動部分２１０のキャプスタン２４２まで基端方向に延び、且つキャプスタン２４２の周りで第１の方向に巻き付けられる。ケーブル２１８の第２のセグメントは、接続部２３６から隔離チューブ２４０まで基端方向に延び、隔離チューブ２４０を通って延び、隔離チューブ２４０からキャプスタン２４２まで基端方向に延び、且つキャプスタン２４２の周りで第１の方向とは反対の第２の方向に巻き付けられる。
【００４２】
キャプスタン２４２の制御された回転を使用して、管腔２２４に沿ったシャトル２２０の並進を制御する。示される実施形態では、キャプスタン２４２の第１の方向への回転によって、駆動バンド２１８の第１のセグメントをキャプスタン２４２に向けて引っ張り、（駆動バンド２１８の第２のセグメントの先端方向への前進を調節し、）それにより、シャトル２２０をエンドエフェクタ１０２に向けて先端方向に引っ張る。シャトル２２０を先端方向に引っ張ることによって、作動ロッド２２２がエンドエフェクタ１０２に向けて押される。例えば、キャプスタン２４２は、シャトル２２０を図１３Ａに示される基端位置から図１３Ｂに示される先端位置に前進させるように回転され、それによって作動ストロークにより作動ロッド２２２を先端方向に前進させることができる。同様に、キャプスタン２４２は、シャトル２２０を図１３Ｂに示される先端位置から図１３Ａに示される基端位置に後退させるように回転され、それによって作動ストロークにより作動ロッド２２２を基端方向に後退させることができる。
【００４３】
作動ロッド２２２の関節運動を使用して、かなりの作動力をエンドエフェクタ１０２に伝達させ、エンドエフェクタ１０２の任意の適切な機構を作動させることができる。例えば、図１３Ａに示される基端位置から図１３Ｂに示される先端位置への及び／又は図１３Ｂに示される先端位置から図１３Ａに示される基端位置への作動ロッド２２２の関節運動を使用して、顎部とエンドエフェクタ１０２に取り付けられた交換可能なステープラ・カートリッジとの間で組織をクランプするためにエンドエフェクタの顎部を関節運動させ、ステープラ・カートリッジからステープラ・カートリッジと顎部との間でクランプされた組織内にステープルを展開するためにステープラ・カートリッジを関節運動させ、及び／又はステープラ・カートリッジと顎部との間でクランプされ且つステープラ・カートリッジからクランプされた組織内に展開されたステープルを介してステープル留めされた組織を切断するために切断要素を関節運動させることができる。
【００４４】
示される実施形態では、器具シャフト２０４は、基端側シャーシ２０８に対する器具シャフト２０４の器具シャフト軸線２３０の周りの制御された回転のために、基端側アセンブリ２０６に取り付けられる。多くの実施形態では、シャトル２２０は、器具シャフト２０４と共に回転するように管腔２２４内に取り付けられる。器具シャフト２０４の回転に伴うシャトル２２０の回転の結果として、（接続部２３６からキャプスタン２４２まで基端方向に延びる）駆動バンド２１８の第２のセグメントの一部と、シャトル２２０のガイド孔からキャプスタン２４２まで基端方向に延びる駆動バンド２１８の第１のセグメントの一部とが、基端側シャーシ２０８に対する器具シャフト２０４の回転量に従って撚り合わされる。多くの実施形態では、隔離チューブ２４０は、駆動バンド２１８の撚り合せ部分の少なくとも一部の位置を包み込む及び／又は拘束するように構成される。隔離チューブ２４０は、隔離チューブ２４０を取り囲む管腔２２４内に配置されたエンドエフェクタ１０２の１つ又は複数の他の作動部材を駆動バンド２１８の撚り合わされた部分から隔離して、駆動バンド２１８の撚り合せ部分が周囲の１つ又は複数の他の作動部材と干渉するのを防止するために使用され得る。
【００４５】
図１４〜図１７は、図１３Ａ及び図１３Ｂの手術用ツール２００の一実施形態を示す。図１４は、エンドエフェクタ１０２、器具シャフト２０４、基端側アセンブリ２０６、駆動バンド端部支持体２１６、シャトル２２０、作動ロッド２２２、及び隔離チューブ２４０の実施形態を示す。図１５は、シャトル２２０、駆動バンド２１８、作動ロッド２２２、器具シャフト２０４の第１の構成要素２０４（１）（図１５には器具シャフト２０４の第２の構成要素２０４（２）は示されていない）、及び駆動バンド２１８とシャトル２２０との間の接続部２３６を示す拡大図である。示される実施形態では、接続部２３６は、駆動バンド２１８のそれぞれの穴を通って延び、且つシャトル２２０のそれぞれのねじ穴と嵌合する２つの突出するヘッドボルト２３７を含み、それにより駆動バンド２１８の局所的部分をシャトル２２０に固定する。
【００４６】
示される実施形態では、器具シャフト２０４は、器具シャフト２０４の例示の第１の構成要素２０４（１）及び嵌合する第２の構成要素２０４（２）（図１５には示さておらず、図１６には示される）を含み、この構成は、作動ロッドアセンブリ２１４（シャトル２２０及び作動ロッド２２２を含む）、駆動バンド端部支持体２１６、隔離チューブ２４０、及び駆動バンド２１８を器具シャフト２０４の管腔２２４内に設置するのを可能にする。示される実施形態では、シャトル２２０は、第１の方向に突出する第１のガイド機構２４４と、第１の方向とは異なる第２の方向に突出する第２のガイド機構２４６（図１５では見えない）とを含む。示される実施形態では、第２の方向は第１の方向とは反対方向である。器具シャフト２０４の第１の構成要素２０４（１）は第２のガイド機構２４６を収容するようにサイズ決めされた第１のスロット２４８を有し、第２の構成要素２０４（２）は、第１のガイド機構２４４を収容するようにサイズ決めされた第２のスロット２５０を有しており、器具シャフト２０４に対するシャトル２２０の全可動範囲に亘って、（シャトル２２０が）器具シャフト軸線２３０に沿って並進するようにシャトル２２０を拘束する。器具シャフトアセンブリ１０４の第１の構成要素２０４（１）及び嵌合する第２の構成要素２０４（２）もまた、駆動バンド端部支持体２１６を器具シャフト２０４の管腔２２４内に設置するのを可能にするように構成される。例えば、器具シャフト２０４の第１の構成要素２０４（１）及び嵌合する第２の構成要素２０４（２）は、駆動バンド端部支持フレーム２３４の相互接続部分を受容し、それら部分と相互接続するように構成された凹部を含み、それにより駆動バンド端部支持部２１６を器具シャフト２０４の管腔２２４内に捕えて拘束することができる。同様に、器具シャフト２０４の第１の構成要素２０４（１）及び嵌合する第２の構成要素２０４（２）もまた、隔離チューブ２４０を器具シャフト２０４の管腔２２４内に設置するのを可能にするように構成される。例えば、器具シャフト２０４の第１の構成要素２０４（１）及び嵌合する第２の構成要素２０４（２）は、隔離チューブ２４０の相互接続部分を受容し、それら部分と相互接続するように構成された凹部を含み、それにより隔離チューブ２４０を器具シャフト２０４の管腔２２４内に捕えて拘束することができる。
【００４７】
図１６は、シャトル２２０と、駆動バンド２１８が通って延びるガイドスロットを形成するガイドピン２３８ａ、２３８ｂとを示す拡大図である。駆動バンド２１８の作動によるシャトル２２０の作動中に、駆動バンド２１８は、ガイドピン２３８ａ、２３８ｂとシャトル２２０との間のガイドスロットを通って摺動する。図１６は、第２のガイド機構２４６及び器具シャフト２０４の第２の構成要素２０４（２）も示す。
【００４８】
図１７は、駆動バンド端部支持体２１６を示す拡大図である。駆動バンド端部支持体２１６は、駆動バンド端部支持フレーム２３４と、駆動バンド端部支持フレーム２３４に取り付けられた第１及び第２のベアリング２３２ａ、２３２ｂとを含み、第１及び第２のベアリング２３２ａ、２３２ｂは、器具シャフト軸線２３０に対して直交し且つ駆動バンドの側面に対して平行な駆動バンド支持体の軸線２５２の周りに回転する。駆動バンド端部支持フレーム２３４は、作動ロッド２２２を収容するようにサイズ決めされた孔２５４を有し、作動ロッド２２２は、孔２５４を通って延びる。駆動バンド端部支持フレーム２３４は、駆動バンド端部支持フレーム２３４を器具シャフト２０４の管腔２２４内の固定位置で支持するために器具シャフト２０４の相補的な凹部形状と嵌合する第１及び第２の端部ジャーナル２５６、２５８を含む。
【００４９】
他の変形は本発明の精神の範囲内にある。例えば、本明細書では５つの異なるタイプのステープラ・カートリッジについて説明しているが、説明した５つのステープラ・カートリッジのタイプより少ない及び多い種類を含む、任意の適切な数のステープラ・カートリッジのタイプを使用することができる。こうして、本発明は様々な修正形態及び代替的な構成を受け入れる余地があるが、その特定の例示の実施形態は図面に示されており、上で詳細に説明してきた。しかしながら、開示された特定の形態に本発明を限定する意図はなく、むしろ、その意図は、添付の特許請求の範囲に規定されるような、本発明の精神及び範囲内にあるすべての修正形態、代替構造、及び均等物を網羅することである。
【００５０】
本発明を説明する文脈（特に以下の特許請求の範囲の文脈）における「１つの(a, an)」及び「その(the)」及び同様の指示語の使用は、本明細書に他に指示がない限り或いは本明細書の文脈に明らかに矛盾しない限り、単数及び複数の両方を網羅するように解釈される。用語「備える、有する、含む(comprising)」、「有する、含む(having)」、「含む、有する(including)」、「含む(containing)」は、特に断りのない限り、オープンエンドの用語に解釈される（すなわち、「含む、有する(including)」を意味するが、これらに限定されるものではない）。用語「接続される」は、間に何か介在するものがあっても、何かに部分的に又は完全に含まれる、何かに取り付けられる、又は何かと一緒に接合されるように解釈される。本明細書での値の範囲の記載は、本明細書に他に指示がない限り、この範囲に含まれる各別個の値を個別に参照する簡便な方法の役割を果たすことが単に意図されており、各別個の値は、本明細書に個別に記載されるように、明細に組み込まれる。本明細書で説明する全ての方法は、本明細書に他に指示がない限り或いは本明細書の文脈に明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で行うことができる。本明細書に記載された、いくつかの及び全ての例、又は例示的な言葉（例えば、「等」）の使用は、単に本発明の実施形態をより良く説明することを意図しており、他に注記がない限り、本発明の範囲を限定するものではない。明細書中の言語は、特許請求の範囲に記載していない要素を、本発明を実施するのに不可欠な要素として示すように解釈すべきない。
【００５１】
本発明を実施するために本発明者らに知られている最良の形態を含む、本発明の好ましい実施形態を本明細書に記載している。これらの好ましい実施形態の変形形態は、前述の詳細な説明を読むことにより当業者には明らかになるであろう。本発明者らは、当業者がこのような変形を適宜使用することを予期しており、本発明者らは本発明が本明細書に具体的に記載されたものとは別の方法で実施されることを意図する。従って、本発明は、適用法によって認められるように、添付の特許請求の範囲に記載された主題の全ての修正及び均等物を含む。さらに、本明細書中に他に指示されない限り或いは文脈によって明らかに矛盾しない限り、それらの全ての可能な変形における上述した要素の任意の組合せが本発明に包含される。
【００５２】
本明細書に引用された刊行物、特許出願、及び特許を含む全ての参考文献は、あたかも各参考文献が個別に及び具体的に参照により組み込まれるように示され、且つその全体が本明細書に記載されているのと同程度に参照により本明細書に組み込まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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